技术领域
[0001] 本发明属于暖通空调技术领域，具体涉及一种交通工具半导体辐射空调系统。
相关背景技术
[0002] 现目前的车载交通工具依旧采用传统的制冷和热泵空调系统来实现对车内的制冷、供热、除湿等操作。但这种传统对流空调系统的组件占用空间大，造价较高，且对车内环境热舒适的调节性差。
[0003] 利用半导体的珀尔帖效应，将P型半导体与N型半导体串联然后通电，即可实现在半导体的上下表面形成冷热表面。当电流流通方向分别为P级至N级或从N级至P级时，可以实现半导体上下冷热表面的交替，以实现同一表面可以供冷或供热。以该半导体组件作为核心元件设计交通工具的半导体辐射空调系统，可以通过与交通工具结构内表面结合，形成车内的冷、热辐射面，提升空间利用率。同时可替代交通工具的传统对流空调系统组件，提高新能源电车的能源利用率，为智能车载装置提供更多的可用空间。而辐射空调系统可以在冬季或夏季快速有效的升高或降低交通工具的内表面温度，对车内辐射处理更迅速，能提供更舒适的交通工具内环境，并且无吹风感和噪音。
[0004] 经过对相关技术的检索，专利号为CN105109304B和CN114103590A的专利都设计了一种汽车用半导体空调系统，但是依旧以空气对流的形式来进行供冷供热不能有效提升车内舒适性，且设计结构没有考虑到对半导体冷热端进行控温处理，能源的利用效率没有达到最佳。
具体实施方式
[0025] 如图1所示，送风通道A1与车内表面辐射材料层A2的中线位置处紧密焊接，作为该辐射空调的车内使用侧，送风通道A1通入交通工具内部的环境空气实现内部热循环。如图2所示，送风通道A1的外侧处放置有温湿度传感器A7，该温湿度传感器A7主要用于检测交通工具内部环境空气的温湿度。送风通道A1与车内表面辐射材料层A2紧密相接处的侧面有多个间隔的送风口A6，送风口A6直接在送风管道A1的管身上进行开凿。送风方向以及各排风口的排风方向如图2中箭头所示。车内新风通道B1内安装有空气过滤装置B2和送风机B4，并通过半导体组件A4的上下表面与排风通道B9相连接，排风通道B9内安装有排风机B8。新风通道B1侧的半导体组件A4表面的下方有接水盘B5，接水盘B5的出口与凝水管B6连接。新风通道B1侧和排风通道B9侧的半导体组件A4表面都装配了翅片导热结构B7。在空气过滤装置B2和送风机B4之间的车内新风通道B1上连接车内空气循环通道B3。
[0026] 如图2、图3所示车内表面辐射材料层A2对应车内侧，车外表面辐射材料层A3对应车外侧，二者在内外侧分别与车身紧密连接，并在二者内部空间与多块半导体组件A4紧紧贴附。多块半导体组件A4之间通过连接导线A5实现串联，导线A5串联半导体组件A4的始末端分别为导线接头A端A8、导线接头B端A9。在车内表面辐射材料层A2的内表面(即与半导体组件A4相连接的表面)装配有表面温度测量计A10，主要用于测量车内表面辐射材料层A2的表面温度以进行供冷供暖需求量的调节。
[0027] 如图4所示，半导体组件A4主要由导热绝缘材料A11、导电金属材料A12、PN节A13组成。PN节A13通过导电金属材料A12相互连接，导热绝缘材料A11与PN节A13上下相接的导电金属材料A12的外表面紧密相接，形成一个半导体组件A4。其中导热绝缘材料A11还需要与车内表面辐射材料层A2和车外表面辐射材料层A3的内表面紧密贴附，使得形成一个整体。根据珀尔帖效应，当半导体组件A4的导线接头A端A8接入正极，导线接头B端A9接入负极，此时电流方向为P级向N级，PN节的上部作为热端，下部作为热端。这一效应可逆，当导线接头A端A8接入负极，导线接头B端A9接入正极时，PN节13的上下冷热端交换在新风通道中的半导体组件A4的导热绝缘材料A11需要与翅片导热结构B7的内表面紧密贴附，确保在除湿和新风模式中实现良好导热效果。该半导体辐射空调系统的车内空气循环、新风和除湿均依靠送风机B4实现。当需要进行车内空气循环时，可关闭车内新风通道B1的新风阀门，打开车内空气循环通道B3的阀门，通过送风机B3将交通工具内部空气送到送风通道A1。当车内有新风需求时，可关闭车内空气循环通道B3的阀门，打开车内新风通道B1的新风阀门。除湿时需开启新风通道B1内的半导体组件A4，将冷端冷量通过翅片导热结构B7传递到新风通道B1的空气中实现降温除湿，并通过排风机B8和排风通道B9将热端热量排出去。
[0028] 夏季工况时，应确保车内辐射末端的半导体组件A4的电流方向从导线接头A端到导线接头B端，此时与半导体组件A4相贴附的车内表面辐射材料层A2将作为供冷侧向内部内供冷，车外表面辐射材料层A3将作为供热侧向外部散热。在辐射供冷的过程中，应通过温湿度传感器A7的测量结果判断车内的露点温度，并通过表面温度测量计A10测量车内表面辐射材料层A2的辐射表面温度，避免辐射表面温度低于露点温度而导致结露。当在过热条件下，仅依靠辐射为主的供冷不能满足负荷要求的时候，可启动送风机B4向送风通道A1通入交通工具内部的循环空气，并通过送风口A6排出的平行气流与车内表面辐射材料层A2实现强迫对流换热，进而增强半导体辐射空调系统的供冷效果。此时车外表面辐射材料层A3也可通过在交通工具行驶过程中产生的相向气流加速散热，从而实现半导体辐射空调系统的运行稳定。
[0029] 冬季工况时，应确保电流方向为导线接头B端到导线接头A端，此时与半导体组件A4相贴附的车内表面辐射材料层A2将作为供热侧向内部内供热，车外表面辐射材料层A3将作为供冷侧向外部排出冷量。在辐射供热的过程中，可通过温湿度传感器A7的测量结果判断车内的空气温度，并通过表面温度测量计A10测量车内表面辐射材料层A2的辐射表面温度，避免供热过量。当在过冷条件下，仅依靠辐射为主的供热不能满足负荷要求的时候，可启动送风机B4可向送风通道A1通入交通工具内部循环空气，通过送风口A6排出的平行气流与车内表面辐射材料A2层实现强迫对流换热，进而增强半导体辐射空调系统的供热效果。此时车外表面辐射材料层A3也可通过在交通工具行驶过程中产生的相向气流加速实现排冷，从而实现半导体辐射空调系统的运行稳定。
[0030] 半导体辐射空调系统的供冷供热量受电流控制，并受半导体的连接方式影响。本发明采用串联的形式相比于并联形式能实现半导体冷端和热端更大的温差，从而满足更大的负荷。半导体辐射空调系统的供冷供热量随电流的增加而增加，随电流的减小而减小。制冷制热量存在最大值，对应的电流可通过珀尔帖效应、傅里叶效应和焦耳效应的原理公式进行推导，并根据实际应用的半导体组件数量和串并联形式进行计算，作为半导体辐射空调系统的控制调节阈值。
[0031] 如上所述方法可实现交通工具半导体辐射空调系统的供冷供热，提高了辐射空调系统的应用场所，同时相较于交通工具传统的空调系统而言，减轻了汽车对传统空调系统部件的负载，提高了对新能源利用效果，符合新能源交通工具的发展方向。
[0032] 通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
